Verletzungsfreie Einkoppelung und Auskoppelung von Stosswellen zu therapeutischen Zwecken

Abstract

 Vorrichtung zum Zerstören von im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrementen mit einer Fokussierungskammer (16), die Teil eines Rotationsellipsoids ist und in deren einem Brennpunkt Stoßwellen durch Funkenentladung erzeugbar sind, wobei sich zwischen derflüssigkeitsgefüllten Fokussierungskammer (16) und der Einkoppelstelle (6) in den Körper (2) ein Kissen (8), welches mit entgastem Wasser gefüllt ist und dessen Vorderseite (10) und Rückseite (12) aus formanpassungsfähigen, akustisch angepaßten dünnen Folien bestehen, befindet, wobei das Kissen eine gleichzeitige Einleitung von Röntgen- oder Ultraschallwellen zur Ortung des Konkrements und zur Überwachung des Erfolgs der Zerkleinerung erlaubt und sich an der Auskoppelstelle aus dem Körper ein dem ersten ähnliches zweites Wasserkissen (24) befindet, welches großflächig den Körper (2) umfassend ausgebildet ist und seine Rückseite über eine dämpfende oder diffus reflektierende Schicht (26) (z.B. Schaumgummi) an einer aus einem oder mehreren Teilen bestehenden starren Schale (28) befestigt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstören von in Körpern von Lebewesen befindlichen Konkrementen mittels Stosswellen, die durch Funkenentladung erzeugt werden. Eine Anwendung ist die berührungsfreie Zerkleinerung von Nierensteinen.

[0002] Bekannt ist ein Gerät zur berührungslosen Zerkleinerung von im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrementen mittels Stosswellen (DE-PS 23 51 247). Stosswellen haben die Eigenschaft, an Grenzflächen zwischen Medien verschiedenen Schallwiderstandes Druck und Zug auszuüben und zum Teil reflektiert zu werden. Beim Übergang von biologischem Gewebe zu einem Nierenstein entstehen damit an der Vorder- und Rückseite des Steines Druck- und Zugbelastungen, die den Stein zerkleinern. Werden Stosswellen von aussen in den Körper eingeleitet, so bildet die Haut des Patienten gegenüber der umgebenden Luft ebenfalls eine solche Grenzfläche, an der hohe Belastungen und Reflexionen auftreten. Um Verletzungen der Haut zu vermeiden, müssen Ein- und Auskoppelstelle der Stosswellen an ein Medium grenzen, das einen ähnlichen Schallwellenwiderstand wie der Körper hat.

[0003] Bekannt ist die Lösung, den Körper in einer Wanne mit entgastem Wasser zu positionieren (Beiträge zur Urologie Band 2 Seite 64). Dadurch wird das Gerät sehr gross, die Positionierung des Patienten umständlich und die Ortung des Konkrements z.B. mittels Röntgenstrahlen erschwert.

[0004] In der DE-OS 29 13 251 ist ein Nierensteinzertrümmerer vorgeschlagen, der nach einer operativen Öffnung des Patienten direkt auf die Niere gesetzt wird. Dadurch wird der Abstand vom Gerät zum Nierenstein sehr klein, die problematische Einkoppelstelle beträgt nur wenige Quadratzentimeter. Die Einkoppelung von Stosswellen direkt in das Organ erfolgt über einen kleinen Beutel mit Wasser als Ankoppelstrecke von einigen Millimetern Dicke. Durch die bauliche Enge ist eine gleichzeitige Überwachung der Zentrierung, des richtigen Anliegens und des Erfolges der Zertrümmerung nicht möglich. Das Problem der verletzungsfreien Auskoppelung der Stosswellen aus dem Körper - sie geben ja nicht ihre gesamte Energie an den Stein ab - ist in dieser DE-OS nicht behandelt.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zum berührungsfreien und nichtinvasiven Zerkleinern von im Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen zu schaffen, wobei durch Funkenentladung erzeugte fokussierte Stosswellen verletzungsfrei, verlustarm und grossflächig sowohl in den Körper eingekoppelt als auch aus dem Körper ausgekoppelt werden und gleichzeitig eine Überwachung des richtigen Anliegens der Zentrierung und des Erfolgs der Zerkleinerung erlaubt ist.

[0006] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sich zwischen der flüssigkeitsgefüllten Fokussierungskammer und der Einkoppelstelle in den Körper ein Kissen, welches mit entgastem Wasser gefüllt ist und dessen Vorderseite und Rückseite aus einer formanpassungsfähigen, akustisch angepassten, dünnen Folie besteht, befindet, wobei das Kissen durch seine Flexibilität, seine geringe Dicke und die Verwendung durchlässiger Materialien eine gleichzeitige Einleitung von Röntgen- oder Ultraschallwellen zur Ortung der Konkremente und zur Überwachung des Erfolgs der Zerkleinerung erlaubt und sich an der Auskoppelstelle aus dem Körper ein dem ersten ähnliches zweites Wasserkissen befindet, welches grossflächig den Körper umfassend ausgebildet ist und dessen Rückseite über eine dämpfende oder diffus reflektierende Schicht (z.B. Schaumgummi) an einer aus einem oder mehreren Teilen bestehenden starren Schale befestigt ist.

[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung bietet folgende Vorteile:

- Verzicht auf operativen Eingriff,

- Verzicht auf eine grosse Wanne und Positionierungsvorrichtung für den Patienten, die die Zugänglichkeit zum Patienten erschweren,

- einfaches Positionieren auf das Konkrement, da das flexible Wasserkissen eine Verschiebung der Fokussierungskammer in alle Richtungen erlaubt,

- einfache Ortung des Konkrements und Erfolgskontrolle mit Röntgenstrahlen oder Ultraschall, da die Vorlaufstrecke durch Zusammenpressen des flexiblen Kissens minimiert werden kann.

[0008] Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.

[0009] Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der einzigen Figur, die nachfolgend beschrieben ist.

[0010] Die Figur zeigt eine Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung.

[0011] Die Figur zeigt im Querschnitt einen menschlichen Körper 2, in dem sich ein Konkrement 4, z.B. ein Nierenstein, befindet. Auf der dem Konkrement 4 am nächsten liegenden Hautstelle 6 liegt luftspaltfrei ein flüssigkeitsgefülltes Kissen 8, dessen Vorderseite 10 und Rückseite 12 aus dünnen, flexiblen, akustisch angepassten Membranen bestehen. Seitlich besitzt das Kissen ein Sichtfenster 14 zum Beobachten des luftspaltfreien Anliegens der Membran 10 an die Körperstelle 6. An die Membran 12 schliesst sich eine flüssigkeitsgefüllte, ellipsoide Fokussierungskammer 16 mit einer Funkenstrecke 18 in einem ihrer Brennpunkte an. Die elektrische Schaltung zur Stromversorgung der Funkenstrecke ist im Gehäuse 20 zusammengefasst und nicht Gegenstand dieser Erfindung. Das flexible Kissen erlaubt eine solche Positionierung der Fokussierungskammer, dass der zweite Brennpunkt der Fokussierungskammer mit dem Konkrement 4 zusammenfällt. Zu dieser Positionierung dienen mindestens zwei Röntgenröhren, die sich am Kissen 8 befinden. In der Zeichenebene ist dies die Röhre 22. Auf der gegenüberliegenden Körperseite befindet sich ein zweites flüssigkeitsgefülltes Kissen 24, welches einen grösseren Körperbereich umfasst. Dieses Kissen ist über eine dämpfende Schicht 26, die z.B. aus Schaumgummi bestehen kann, an einer starren Schale 28 befestigt. Die Schale 28 besteht hier aus mehreren zueinander beweglichen Teilen. Jeweils koaxial zu den Röntgenröhren befinden sich am zweiten Kissen Bildverstärker, in der Zeichenebene ist dies der Bildverstärker 30.

[0012] Zur Zerstörung eines Konkrements 4 wird dieses mittels der beiden Röntgenröhren 22 und Bildverstärker 30 geortet. Die Vorrichtung wird so positioniert, dass das Konkrement im zweiten Brennpunkt der Fokussierungskammer 16 liegt. Durch Zündung der Funkenstrecke 18 werden Stosswellen erzeugt. Diese werden von der Fokussierungskammer 16 auf das Konkrement 4 geleitet. Durch das akustisch angepasste Kissen 8 gelingt eine verletzungsfreie und verlustarme Einkoppelung in den Körper 2. Die Stosswellen geben nicht ihre gesamte Energie an das Konkrement 4 ab, sondern laufen - allerdings geschwächt - durch den Körper weiter. Das dem Körper 2 akustisch angepasste Kissen 24 dient zur verletzungsfreien Auskoppelung der Stosswellen aus dem Körper. Ihre Energie wird hauptsächlich im Dämpfmaterial 26 und an dessen beiden Grenzflächen (24 - 26 und 26 - 28) vernichtet.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Zerstören von im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrementen mit einer Fokussierungskammer, die Teil eines Rotationsellipsoids ist und in derem einen Brennpunkt Stosswellen durch Funkenentladung erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der flüssigkeitsgefüllten Fokussierungskammer (16) und der Einkoppelstelle (6) in den Körper (2) ein Kissen (8), welches mit entgastem Wasser gefüllt ist und dessen Vorderseite (10) und Rückseite (12) aus formanpassungsfähigen, akustisch angepassten dünnen Folien bestehen, befindet, wobei das Kissen durch seine Flexibilität, seine geringe Dicke und die Verwendung durchlässiger Materialien eine gleichzeitige Einleitung von Röntgen- oder Ultraschallwellen zur Ortung der Konkremente und zur Überwachung des Erfolgs der Zerkleinerung erlaubt und sich an der Auskoppelstelle aus dem Körper ein dem ersten ähnliches zweites Wasserkissen (24) befindet, welches grossflächig den Körper umfassend ausgebildet ist und seine Rückseite über eine dämpfende oder diffus reflektierende Schicht (26) (z.B. Schaumgummi) an einer aus einem oder mehreren Teilen bestehenden starren Schale (28) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die starre Schale (28) ein Eingangsschirm eines Ortungssystems (30) eingearbeitet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kissen einen oder mehrere Kontrollsensoren für das eingekoppelte Stosswellenfeld und Einrichtungen zur Erhaltung einer körpergerechten Temperatur enthält.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als schalleitende Substanz statt des Wassers hochviskose Flüssigkeiten oder gummiartige Substanzen (z.B. Polyurethan) verwendet werden.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen (8) ein Fenster zum Überwachen der Zentrierung und des luftspaltfreien Anliegens seiner Vorderseite (10) an den Körper (2) besitzt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kissen (8, 24) mittels schalleitender Paste luftspaltfrei an den Körper (2) angelegt werden.

Zeichnung